Przyszłość robotyki i automatyki

Przyszłość robotyki i automatyki na Międzynarodowych Targach Automatyki i Mechatroniki AUTOMATICA 2010

Targi AUTOMATICA 2010 odbyły się w dniach 8 – 11 czerwca 2010 r. W czterech halach, o łącznej powierzchni 44 000 m², ponad 700 wystawców z 42 krajów reprezentowało takie branże jak: technika montażu i obsługi, robotyka, przemysłowe przetwarzanie obrazu, systemy pozycjonowania, technika napędowa, sensoryka, technika sterowania, systemy bezpieczeństwa, technologie dostaw, oprogramowanie, usługi i usługodawcy, badania i technologie.

Targi odwiedziło ponad 31 tys. specjalistów ze 114 krajów, co w porównaniu z ubiegłą edycją oraz uwzględniając obecną sytuację kryzysową, jest sukcesem. Zagraniczni goście przybyli najliczniej z Austrii, Włoch, Szwajcarii, Czech, Francji, Słowenii, Stanów Zjednoczonych, Hiszpanii, Wielkiej Brytanii i Danii.

AUTOMATICA 2010 to miejsce, gdzie można było obejrzeć wiele rynkowych nowości i gdzie potwierdziła się, dzięki technologiom inteligentnej automatyzacji, słuszna inicjatywa Green Automation, czyli efektywne wykorzystanie energii i zasobów przyrody oraz energooszczędna i ekologiczna produkcja.

Targom towarzyszyły sympozja i kongresy – Niemiecki Kongres Robotyki 2010, Forum AUTOMATICA: Automation in Dialogue (m.in. referaty Innowacje w produkcji samochodów, Jak będziemy żyć i pracować w 2020 r. i w jaki sposób będzie nam pomagać robot?, Robotyka w budownictwie lekkim, Zautomatyzowana produkcja energii słonecznej: spojrzenie na praktykę i kwestie dalszego rozwoju) – oraz konferencja na temat robotyki, ISR 2010 – International Symposium on Robotics.

Na targach obecne były wszystkie firmy, które odgrywają znaczącą rolę w branży automatyki i robotyki. Wśród licznych stoisk targowych uwagę wszystkich przyciągały stoiska firm KUKA Roboter GmbH (patrz PAR 9/2010) oraz FANUC Robotics & Partner ze względu na zajmowaną powierzchnię i przedstawioną ofertę.

FANUC zaprezentował bogatą ofertę własnych robotów. Chcąc uatrakcyjnić prezentację, zaprosił do udziału w targach swoich międzynarodowych integratorów, którzy przygotowali liczne aplikacje z robotami FANUC w różnorodnych technologiach. Wśród prezentowanych robotów, obok nagrodzonego na targach Automaticon 2010 w Warszawie robota M-1iA o trójramiennej konstrukcji, udźwigu 0,5 kg i powtarzalności ±0,02 mm, prezentowany był nowy robot M-3iA o udźwigu 6 kg, powtarzalności ±0,1 mm. Jego zastosowanie to operacje montażu i pakowania (przemysł spożywczy i farmaceutyczny). Konstrukcja o stopniu ochrony IP67 jest zabezpieczona przed pyłem i płynami. Robot sterowany jest przez kontroler R-30iA wyposażony w system wizyjny FANUC iRVision, a kamery umieszczone są w obudowie robota nad nadgarstkiem.

Oglądając roboty FANUC nie sposób było nie zauważyć 6-osiowego robota M-2000iA o udźwigu 1200 kg i zasięgu ponad 3700 mm. Robot ten przewidziany jest do przenoszenia i paletyzacji w przemysłach materiałów budowlanych, drzewnym, samochodowym itp. Każdy ze zwiedzających na stoisku FANUC znalazł na pewno interesującą dla siebie aplikację ze względu na prezentowaną różnorodność (w tym m.in. wymienne chwytaki, wymienne narzędzia, spawanie, zgrzewanie, przenoszenie, różnego rodzaju obróbki, malowanie). Kolejne przykłady to 6-osiowy robot malarski Paint Mate 200iA o udźwigu do 5 kg, dopuszczony do pracy w strefach zagrożonych wybuchem (Ex), a precyzję działania robotów pokazano na przykładzie robotów M10iA, które na skrzypcach grały hymn Niemiec.

Wśród robotowych potentatów nie sposób nie wspomnieć o robotach Motoman prezentowanych na stoisku Yaskawa Europe GmbH. Firma oferuje roboty specjalnie opracowane i przeznaczone do spawania łukowego np. 6-osiowy Motoman-MA 1900 o udźwigu do 3 kg, maksymalnym zasięgu 1904 mm, powtarzalności ±0,08 mm, z trzema pozycjami montażu: podłogową, ścienną, sufitową. Dynamiczne ruchy robota podczas spawania są możliwe m.in. dzięki poprowadzeniu kabli zasilających w ramieniu robota i wysokiej klasy systemowi podawania drutu.

Firma Yaskawa specjalizuje się w aplikacjach spawalniczych, a m.in. przykład takiej aplikacji prezentowano na stoisku. Wystawiono również nową generację układów sterowania do robotów. Kontroler Motoman DX100 umożliwia synchronizację sterowania nawet 8 robotów (72 osie), jak również współpracę z urządzeniami I/O i protokołami komunikacyjnymi. Zapewnia także oszczędność energii do 25 %. Wszystkie te właściwości idealnie pokazano na przygotowanym stanowisku, które zbudowane było z takich elementów jak:

• 2 × robot Motoman-VA 1400 (pierwszy 7-osiowy robot spawalniczy, zasięg 2475 mm, powtarzalność ±0,08 mm, montaż podłogowy, ścienny i sufitowy)
• 2 × robot Motoman-MA 1400 (6-osiowe roboty spawalnicze)
• 2 × robot Motoman-MA 1900 (6-osiowe roboty spawalnicze)
• 1 × robot Motoman-ES 165D (6 osi, manipulacja spawanym detalem)
• pozycjoner WG500
• MotoWeld-SR350 – wyposażenie spawalnicze.

Stanowisko takie łatwo zaprogramować, ponieważ operator ma do dyspozycji specjalne funkcje spawania, skoordynowane i niezależne funkcje kontroli ruchu, a zestaw przewodów zasilających nie wymaga jego uwagi, bo jest odpowiednio zabezpieczony. Panel programowania z kolorowym wyświetlaczem dotykowym LCD i przyjazne użytkownikowi funkcje menu sprawiają, że programowanie jest proste i szybkie.

Kolejny potentat robotowy – włoska firma Comau Robotics – również przygotowała nowości, m.in. nowy 6-osiowy, lekki, elastyczny, oparty na technologii pustego nadgarstka, robot spawalniczy Smart ARC4 (udźwig 5 kg, zasięg 1951 mm, powtarzalność ±0,05 mm, praca w pozycji stojącej, podwieszonej i ściennej, kable poprowadzone wewnątrz ramienia, oszczędność w zużyciu energii) oraz nową rodzinę robotów serii NJ, które przeznaczone są głównie do zgrzewania i manipulacji. Pokazano również nowy układ sterowania C5G, w którym podobnie jak w C4G terminal programowania WiTP (Wireless Teach Pendant) może komunikować się z kontrolerem robota bezprzewodowo (do 100 m). Można korzystać z jednego terminala dla wielu kontrolerów sterowniczych. W nowej, mniejszej jednostce sterującej C5G zastosowany został komputer przemysłowy najnowszej generacji APC820 z procesorem Core2Duo, który pozwala na osiąganie wysokiej wydajności przy minimalnym zużyciu energii. Z jednostki tej można wysterować do 40 osi.

Obok producentów robotów prezentowały się również takie firmy, jak GRIP GmbH Handhabungstechnik z Dortmundu, oferując bogatą ofertę chwytaków do robotów, kołnierzy mocujących (adapterów) oraz sprzęgieł mocowanych do głowicy (interfejsu) ramienia robota. Wyroby są skatalogowane, ale każde indywidualne i nietypowe zamówienie może być zrealizowane „pod klucz”, czyli projekt, testy oraz produkcja. GRIP GmbH opracowując swoje wyroby współpracuje z naukowcami z uczelni i instytutów naukowo – badawczych, a programy komputerowe pomagają w obliczeniach statycznych, dynamicznych, kinematycznych i symulacji wytrzymałości materiałów.

Na targach widać było, jak dynamiczny rozwój następuje na rynku systemów wizyjnych. Wykorzystanie systemów wizyjnych w procesach produkcyjnych upowszechnia się, szczególnie w działach kontroli jakości.

Firma Rauscher GmbH na stoisku eksponowała różne kamery przemysłowe, w tym wypuszczoną na rynek przez firmę Basler Vision Technologies, najmniejszą kamerę przemysłową serii ace. Jest to pierwsza kamera w standardzie przemysłowym oparta na Gigabit Ethernet, której gabaryt główny wynosi 29 × 29 mm. Kamery ace firmy Basler to 4 modele z matrycami CCD mono i color o rozdzielczościach od VGA do 2 Mpx. Zasilanie poprzez Power over Ethernet (PoE), wysokowydajne właściwości oraz bardzo łatwa integracja zarówno od strony sprzętowej, jak i programowej to cechy gwarantujące ich szybkie upowszechnienie.

Inną nowością była kamera przemysłowa EL1-D1312-160-CL Camera Link, produkt szwajcarskiej firmy Photonfocus AG. Ta przemysłowa kamera z matrycowym przetwornikiem elektroluminescencyjnym CMOS o rozdzielczości 1312×1082 px, przeznaczona jest głównie do inspekcji paneli słonecznych. Duży zakres czułości widmowej 370–1030 nm, skanowanie obrazu do 5 r/s przy pełnej rozdzielczości, dostępna w wersji monochromatycznej z interfejsem Camera Link.

Niemiecka firma IOSS GmbH oferowała m.in. zintegrowany czujnik optyczny OCR 110 (Optical Character Recognition Reader), przeznaczony szczególnie do przemysłowej identyfikacji towarów lub przedmiotów poprzez odczyt oznakowań wykonanych laserem, atramentem czy tez matrycą igłową na różnych powierzchniach – metalowych, pokrytych różnymi powłokami, na opakowaniach z tworzyw sztucznych, powierzchniach z gumy, na płytkach ogniw słonecznych. System OCR 110 odczyta różne fonty. Czujnik wykonany w technologii CCD, 640×480 lub 1024×768 px, ruch przedmiotu skanowanego do 5 m/s, odległość 5–1500 mm w zależności od właściwości optycznych i oświetlenia, rozmiar obrazu od 1 mm do 150 mm.

Firmę SICK znamy m.in. jako dostawcę różnego rodzaju czujników i systemów wizyjnych. Na stoisku tej firmy można było zobaczyć m.in. robota współpracującego z systemem wizyjnym 3D. Robot nie miał problemu z przeniesieniem detali ułożonych w dowolny sposób. System wizyjny 3D sprawia, że robot staje się bardziej elastyczny.

Pełną gamę systemów wizyjnych 3D (stacjonarnych i ruchomych) i praktyczne zastosowanie na potrzeby pomiaru jakości w przemyśle motoryzacyjnym można było zobaczyć m.in. na stoisku firmy ISRA VISION – Niemcy.
Na targach dominowały roboty przemysłowe, układy wizyjne, ale nie brakowało też robotów usługowych. W tym kierunku prowadzone są prace i badania przez instytuty naukowo-badawcze, jak i firmy zajmujące się robotyzacją w przemyśle. Zapewne kolejna edycja targów pokaże ich dynamiczny rozwój. Wiele osób z zaciekawieniem oglądało roboty przemysłowe, humanoidalne i roboty-zabawki na stoisku TOSY Robotics JSC z Wietnamu – pierwszej firmy w tym kraju, która zajęła się badaniami i produkcją w tym kierunku.

Obecnie możliwości tych robotów przemysłowych może nie zachwycają, ale zobaczymy co przyniesie przyszłość. PAL Robotics – Hiszpania to kolejna targowa firma, która zajmuje się R&D robotów humanoidalnych. Firma wchodzi w skład PAL Group ze Zjednoczonych Emiratów Arabskich. PAL Robotics opracowała roboty humanoidalne serii Reem, które mogą być wykorzystywane w życiu codziennym do różnych celów. Reem może być wyposażony w ekran dotykowy, system rozpoznawania twarzy i może mówić. Może być przewodnikiem, realizować transport małych pakunków, wyświetlać na ekranie interaktywną mapę itd. Ma 165 cm wzrostu, 22 stopnie swobody (dwie ręce, ruszającą się głowę). Porusza się z prędkością 5 km/h. Bez zasilania (w oparciu o baterie litowe) może poruszać się do 8 godz. Wyposażony w czujniki znajdzie drogę omijając przeszkody.

Organiztorzy zapraszają na kolejne targi AUTOMATICA, które odbędą się w dniach od 12 do 15 czerwca 2012 roku.

mgr inż. Jolanta Górska-Szkaradek – PAR
Serwis fotograficzny - J. Górska-Szkaradek